DE19903201A1 - Anzeigevorrichtung und Verfahren zum Darstellen eines Anzeigeinstruments durch eine Pixel-Matrix-Anzeige - Google Patents

Abstract

Eine Anzeigevorrichtung weist eine durch ein Display gebildete Anzeigefläche (1), ein von der Anzeigefläche (1) anzeigbares Anzeigeinstrument mit einer Skala oder mit Symbolen und eine Blende (3) mit wenigstens einer Öffnung auf, die das Anzeigeinstrument freigibt. Beim Darstellen eines Anzeigeinstruments wird eine Skala und ein Zeiger (11) dargestellt. Mit dem Zeiger (11) wird der Hintergrund der Anzeigefläche (1) überschrieben.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einer Anzeigefläche, die durch ein Display gebildet ist, und ein Verfahren zum Darstellen eines Anzeigeinstruments durch eine Pixel-Matrix-Anzeige.

Aus der Offenlegungsschrift DE 197 06 610 A1 ist eine aus or­ ganischen LED (OLED) gebildete Pixel-Matrix-Anzeige bekannt, auf der Anzeigeinstrumente in einem Kraftfahrzeug konfigu­ rierbar sind. Solche Anzeigeinstrumente wirken auf einen Be­ trachter gegenüber herkömmlichen Analoginstrumenten künst­ lich.

Es ist ein Ziel der Erfindung, eine Anzeigevorrichtung und ein Verfahren zum Darstellen eines Anzeigeinstruments bereit­ zustellen, die die Vorteile eines Displays nutzen und gleich­ zeitig eine gute Ablesbarkeit und einen qualitativ hochwerti­ gen Eindruck gewährleisten.

Dieses Ziel wird durch eine Anzeigevorrichtung und ein Ver­ fahren erreicht, wie sie in den unabhängigen Patentansprüchen definiert sind. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Da die Anzeigefläche von einem Display gebildet ist, kann die Art und das Aussehen eines von der Anzeigefläche wiedergege­ benen Anzeigeinstruments durch Software gestaltet werden. Bei der Fahrzeugherstellung kann dieselbe Anzeigevorrichtung für unterschiedliche Fahrzeugmodelle mit unterschiedlichen oder unterschiedlich gestalteten Anzeigeinstrumenten eingesetzt werden. Ferner besteht die die Möglichkeit, für einen Fahr­ zeugbenutzer Konfigurationsmöglichkeiten bezüglich der Art der darzustellenden Anzeigeinstrumente und des Designs be­ reitzustellen.

Da das vom Display angezeigte Anzeigeinstrument von einer Blende umrahmt ist, ergibt sich eine deutliche Abgrenzung und ein hoher Kontrast des Anzeigeinstruments gegenüber dem Hin­ tergrund.

Ein besonders hochwertiger Eindruck entsteht, wenn eine Öff­ nung der Blende, in der das Anzeigeinstrument dargestellt wird, mit einer transparenten Abdeckung beispielsweise aus Mineralglas oder aus Acryl versehen ist.

Vorzugsweise wird für die Anzeige eine Zeigerdarstellung ein­ gesetzt. Besonders scharfe Begrenzungslinien für den Zeiger können durch ein Anti-aliasing-Verfahren erzeugt werden. Da­ mit werden Stufenlinien vermieden, die auf die begrenzte Auf­ lösung eines Displays zurückzuführen sind. Hierzu wird bei­ spielsweise ein Pixel, das von einer Begrenzungslinie des Zeigers erfaßt wird und nur teilweise innerhalb des Zeigers liegt, in seiner Leuchtstärke reduziert. Die Reduzierung der Leuchtstärke betrifft im gleichen Maße alle angesteuerten Farben des Pixels.

Um mit einer kostengünstigen Steuerung des Displays eine ver­ zögerungsfreie Darstellung eines sich bewegenden Zeigers zu ermöglichen, wird der Zeiger in einer Vielzahl von möglichen Positionen gespeichert. Zur Darstellung einer konkreten Zei­ gerposition muß keine Neuberechnung des Zeigers in der Anzei­ gefläche erfolgen. Es müssen lediglich die Werte für den sich bewegenden Zeiger aus dem Speicher gelesen werden.

Obwohl der Zeiger auch durch eine Bitmap-Grafik verkörpert werden kann, wird eine Vektordarstellung bevorzugt.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird für die Anzeigevor­ richtung ein Farbdisplay verwendet. Besonders geeignet sind Flüssigkristall-Displays und insbesondere TFT-Displays. Je­ doch eignen sich auch Pixel-Matrix-Anzeigen aus organischen Leuchtdioden (OLED) und jegliche Art von Bildschirmen. Jedoch sollte die Oberfläche im Bereich der Anzeigefläche keine deutlich wahrnehmbare Krümmung aufweisen.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigen:

Fig. 1 eine Anzeigevorrichtung mit drei Anzeigeinstrumenten,

Fig. 2 die Anzeigevorrichtung von Fig. 1 mit geänderten An­ zeigeinstrumenten,

Fig. 3 den Aufbau eines Zeigers,

Fig. 4 ein Anti-aliasing-Verfahren für einen Zeiger,

Fig. 5 eine perspektivische Darstellung eines Gehäuses einer Anzeigevorrichtung, und

Fig. 6 das Gehäuse von Fig. 5 mit entfernter Blende.

Die in Fig. 1 veranschaulichte Anzeigevorrichtung weist vier Anzeigeflächen 1 auf, die durch ein einziges TFT-Display 2 gebildet sind. Das Display 2 wird von einer Blende 3 mit drei runden und einer rechteckförmigen Öffnung abgedeckt. Durch die Öffnungen oder Ausnehmungen der Blende 3 sind die Anzei­ geflächen 1 erkennbar. Die Öffnungen der Blende sind durch transparente Kunststoffgläser verschlossen. Die Kunststoff­ gläser sind von metallischen Einsätzen 32 oder Fassungen ge­ halten.

In den runden Öffnungen der Blende 3 sind drei Anzeigeinstru­ mente mit Zeigern dargestellt, nämlich eine Tankuhr, eine Kühlmitteltemperaturanzeige und eine Uhr. In der rechteckför­ migen Öffnung sind Kürzel für Radiosender angegeben, die über ein Bedienelement 4 ausgewählt werden können.

Fig. 2 zeigt die Anzeigevorrichtung von Fig. 1 nach dem ein Benutzer über ein Bedienelement 4 in einen Modus "Klimatisie­ rung" umgeschaltet hat. Die Anzeigevorrichtung ist also Teil eines Multifunktions-Bedienteils.

Die Anzeigeinstrumente in den runden Öffnungen der Blende 3 zeigen die eingestellte Stufe des Gebläses, die gewählte Tem­ perierung und die gewählte Belüftung an. Diese Einstellungen können über die Bedienelemente 4 geändert werden.

Fig. 3 veranschaulicht die Bildung eines Zeigers 11. Der Zeiger 11 ist als Objekt definiert und wird als solches vom Display auf der Anzeigefläche wiedergegeben. Der Zeiger ist aus vier Vektoren 112 und aus vier Begrenzungslinien 111 ge­ bildet.

Wenn der Zeiger 11 für einen bestimmten Winkel dargestellt werden soll oder in einem Anzeigeninstrument um einen virtu­ ellen Drehpunkt gedreht werden soll, werden die Parameter für die Vektoren und die Begrenzungslinien neu berechnet. Diese Parameter werden zum Zeichnen des Zeigers 11 benutzt.

Der Zeiger 11 ist ein Objekt auf dem Display. Dieses wird für alle vorgesehenen Anzeigepositionen berechnet und in einem Speicher gespeichert. Für eine bestimmte Zeigerposition wird der zugehörige Zeiger aus dem Speicher gelesen und die Hin­ tergrunddarstellung, bei der es sich um ein Bitmap-Bild han­ delt, überschrieben.

Fig. 4 veranschaulicht ein Anti-aliasing-Verfahren, mit dem die Begrenzungslinien 111 oder Kanten des Zeigers 11 beson­ ders scharf, also ohne erkennbare Stufen, dargestellt werden können. Dieses Verfahren wird in diesem Beispiel lediglich für den Zeiger 11 und nicht für die restliche Anzeigefläche angewendet.

Eine ideale Begrenzungslinie 111 erfaßt eine Vielzahl von Pi­ xeln 12 eines Displays. Regelmäßig liegt nur ein Teil der von der idealen Begrenzungslinie 111 durchquerten Pixel 12 inner­ halb des Zeigers. Ein solches nur teilweise erfaßte Pixel kann aber physikalisch nicht in mehrere Teile unterteilt wer­ den. Es entsteht daher bei einer konventionellen Ansteuerung der auf der Begrenzungslinie liegenden Pixel 12 eine uner­ wünschterweise gestufte Kante oder Begrenzungslinie.

Um diesen ungünstigen Eindruck für einen Betrachter zu ver­ meiden, werden diejenigen Pixel, die sich nicht vollständig sondern nur teilweise innerhalb der Begrenzungslinien 111 be­ finden, mit einer geringeren Leuchtstärke oder Lichtintensi­ tät angesteuert. Dabei wird jede anzusteuernde Farbe glei­ chermaßen in ihrer Helligkeit oder Leuchtstärke reduziert.

Als Maß für die Reduktion der Leuchtstärke eines Pixels 12 dient das Verhältnis zwischen demjenigen Teil des Pixels 12, der von der Begrenzungslinie 12 erfaßt wird, gegenüber dem restlichen Pixel oder dem gesamten Pixel.

Dieses Verhältnis wird dadurch ermittelt, daß ein Pixel 12 rein mathematisch in eine Vielzahl von Punkten 121 unterteilt wird. In diesem Beispiel ist ein Pixel 12 in 5 . 5 = 25 Punkte 121 unterteilt. Die Leuchtstärke für ein bestimmtes Pixel er­ gibt sich aus der Anzahl der Punkte 121 des Pixels, die sich innerhalb oder auf der Begrenzungslinie 111 befinden.

Im mit dem Pfeil bezeichneten Pixel 12 sind 8 Punkte 121 von der Begrenzungslinie 111 erfaßt. Die Leuchtstärke dieses Pi­ xels sollte daher nur 8/25 eines vollständig innerhalb der Begrenzungslinien 111 befindlichen Pixels betragen. Die Leuchtstärke der angesteuerten Farben dieses Pixels 12 wird jeweils auf diesen Wert reduziert.

Dieses Verfahren eignet sich insbesondere auch für eine An­ steuerung eines Displays mit analogen Signalen (RGB).

Fig. 5 zeigt ein für die Anzeigevorrichtung von Fig. 1 ge­ eignetes Gehäuse. In einer Blende 3 sind vier Öffnungen 31 vorhanden, durch die Anzeigeflächen eines darunterliegenden Displays wahrnehmbar sind. Die Öffnungen sind jeweils mit Einsätzen 32 versehen, die Acrylgläser halten.

Die Blende 3 ist vom Display entfernbar. Auf die Betätigung eines Bedienelementes 4 hin wird die Blende 3 vom Display nach oben weggeschwenkt und in das Innere des Gehäuses von einem Elektromotor eingezogen. Zugleich erfolgt eine Umschaltung im Anzeigemodus. Es werden nur mehr besonders wichtige Anzeigen angezeigt. Diese Anzeige erfolgt in einem Randbereich des von der Blende 3 vollkommen freigegebenen Displays.

Fig. 6 zeigt das vollkommen von der Blende 3 freigegebene Display 2. Das großflächige Display 2 kann beispielsweise für Darstellungen eines Navigationsgeräts oder für ein Menü für die Benutzerführung eines Multifunktions-Bedienteils verwen­ det werden.

Claims (13)

1. Anzeigevorrichtung, die aufweist:

• - eine durch ein Display (2) gebildete Anzeigefläche (1),
• - ein von der Anzeigefläche (1) anzeigbares Anzeigeinstrument mit einer Skala oder mit Symbolen,
• - eine Blende (3) mit wenigstens einer Öffnung (31), die das Anzeigeinstrument freigibt.

2. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß in dem Anzeigeinstrument ein Zeiger (11) anzeigbar ist.

3. Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das Display (2) eine Pixel- Matrix-Anzeige ist.

4. Anzeigevorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, da­ durch gekennzeichnet, daß die Ränder des Zeigers (11) mit scharfen Begrenzungslinien (111) darstellbar sind, indem Pi­ xel (12), die nicht vollständig innerhalb einer idealen, ge­ radlinigen Begrenzungslinie (111) liegen, weniger leuchtstark darstellbar sind, als Pixel (12), die vollständig innerhalb der Begrenzungslinien (111) liegen.

5. Anzeigevorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, da­ durch gekennzeichnet, daß die Beleuchtungsstärke für jede an­ steuerbare Grundfarbe eines Pixels (12) entsprechend dem Ver­ hältnis zwischen dem Flächenanteil des Pixels innerhalb der Begrenzungslinie (111) und außerhalb der Begrenzungslinie herabsetzbar ist.

6. Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (31) der Blende (3) mit einer transparenten Abdeckung versehen ist.

7. Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß in der Öffnung (31) unter­ schiedliche Anzeigeinstrumente darstellbar sind.

8. Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Blende (3) von dem Dis­ play (2) entfernbar ist, und daß durch die Entfernung der Blende (3) ein Bildschirm freigebbar ist, dessen Fläche grö­ ßer als die Öffnung (31) ist.

9. Verfahren zum Darstellen eines Anzeigeinstruments durch eine Pixel-Matrix-Anzeige, mit den Schritten:

• - eine Skala oder ein Symbol wird auf einer durch die Pixel- Matrix-Anzeige gebildeten Anzeigefläche (1) dargestellt,
• - ein Zeiger (11) wird in der Anzeigefläche (1) dargestellt, indem der auf der Anzeigefläche dargestellte Hintergrund überschrieben wird.

10. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein Zeiger (11) aus vier Vektoren (112) und vier Begrenzungslinien (111) gebildet wird.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeiger (11) mit scharfen Begrenzungslinien (111) dargestellt wird, indem Pixel (12), die nicht vollständig innerhalb einer idealen, geradlinigen Begrenzungslinie (111) des Zeigers (11) liegen, weniger leuchtstark dargestellt werden, als Pixel (12), die vollstän­ dig innerhalb der Begrenzungslinien (111) liegen.

12. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Beleuchtungsstärke für jede angesteuer­ te Grundfarbe eines Pixels (12) entsprechend dem Verhältnis zwischen dem Flächenanteil des Pixels innerhalb der Begren­ zungslinie (111) und außerhalb der Begrenzungslinie herabge­ setzt wird.

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß mögliche Stellungen des Zei­ gers (11) abgespeichert sind, und daß für eine Anzeige eine der abgespeicherten Stellungen des Zeigers ausgewählt und wiedergegeben wird.